新華社北京4月30日電（記者張漫子、葉心可）4月29日，2024中關村論壇重大成果專場發布在京舉行。“超大規模集成的光量子芯片”作為重大成果之一發布。這一成果是什麼、意味着什麼？讓我們一探究竟。

  眼下，我國的量子計算與量子通信正加快走向實用化。

  量子糾纏是研究量子基礎物理和量子計算前沿應用的核心資源。然而，事關量子計算機內核的核心技術一直是國際難題。

  量子計算未來發展趨勢之一是實現芯片上的量子計算優勢並解決具體實際應用問題。這一目標要求光量子計算芯片不僅具備強可編程性，還需要達到量子計算優勢的光子數。現實中，如何在芯片上製備多光子且高維度的量子糾纏態，一直存在諸多理論與實驗挑戰。

  歷時6年攻關，我國科學家終於研製出迄今為止全球最大集成規模——有着高達2500個集成元器件的光量子芯片，並成功實現了基於圖論的光量子計算和信息處理功能。相關成果以《超大規模集成的圖論量子光子學》為題，發表於國際學術期刊《自然·光子學》。

圖為超大規模集成的光量子芯片結構示意圖。新華社發

  “這一超大規模集成的光量子芯片，通過發展高性能量子光源、低損耗量子線路、高效率單光子探測器等核心器件，使多光子且高維度的量子糾纏態在芯片上的製備，以及操控、測量和糾纏驗證成為可能。”這一成果的第一作者包覺明告訴記者。

圖為晶圓上的超大規模集成的光量子芯片實物圖。新華社發

  超大規模集成的光量子芯片的研製，對於集成光量子芯片領域具有重要意義。在硬體層面，它具備了晶圓級芯片加工能力，在架構層面可充分利用圖的高度可視化功能和強大數學工具包，可為量子計算機的研製提供可擴展、可編程、高穩定的量子芯片內核。